Влияние неустойчивости на динамику атмосферных процессов

Для целей анализа взаимовлияния неустойчивости и различных метеорологических величин, на основе данных наблюдений на метеорологических станциях, архивных карт погоды с фронтальным анализом, спутниковых данных, было выбрано два атмосферных явления, которые вероятно могли быть связаны с сильной неустойчивостью атмосферы. Этими явлениями стали пыльная буря, наблюдавшаяся в Астраханской области 19 мая 2021 года и смерч, наблюдавшийся на западе Волгоградской области 14 мая 2016 года. Для каждого явления, был выбран диапазон дат, в течении которого можно было наблюдать изменение неустойчивости в атмосфере. В первом случае был выбран диапазон дат, начинавшийся с 12 мая 2016 года и заканчивавшийся 15 мая 2016 года. Во втором случае, выбранный диапазон дат, начинался с 17 мая 2021 года и заканчивался 20 мая 2021 года.
Используя архивы с данными анализа модели NCEP GFS и язык программирования python, были рассчитаны индексы неустойчивости Ki, Ti, TT, SWET, UVV, DCI, EHI, BRN, KO, значения относительных геопотенциальных высот поверхности 500 гПа над поверхностью 1000 гПа и изменения значений индекса CAPE, температуры на высоте 2 метра от земли и приземного давления за 6 часов. Были построены поля таких индексов как CAPE, CIN, Ki, Ti, TT, SWET, UVV, DCI, EHI, Li, BRN, KO, а также поля
барической тенденции за 6 часов у земли, тенденции температуры на высоте 2 метра от земли за 6 часов, относительных геопотенциальных высот изобарической поверхности 500 гПа над поверхностью 1000 гПа и геопотенциальных высот изобарической поверхности 700 гПа, ветра на высоте 10 метров над землёй и ветра на уровне изобарической поверхности 850 гПа.
На основе построенных полей был проведён анализ изменения температуры воздуха, давления, ветра и значений индекса неустойчивости CAPE в течении выбранного периода времени.
Анализ изменения полей температуры и значений индекса CAPE, показал, что в областях развития неустойчивости наблюдается либо более интенсивный локальный рост температуры, либо сохранение интенсивности этого роста, в то время как, в окружающей зону развития неустойчивости области, температура растёт медленнее по сравнению с предыдущим периодом. По мере развития устойчивости, температура обычно падает в той же области более стремительно, чем в окружающей. Также можно проследить зависимость суточного хода изменения значений индекса CAPE и температуры. В первую половину суток, на большей части исследуемого района наблюдается небольшое развитие неустойчивости и рост температуры, а во вторую половину небольшое развитие устойчивости и падение температуры.
Анализ изменения полей давления и значений индекса CAPE показал, что в целом, область развития неустойчивости расположена на границе роста и падения давления, причём большая часть этой области обычно находится в зоне падения давления. Когда значения CAPE начинают падать, большая часть устойчивой зоны обычно располагается в области роста давления.
Анализ полей ветра и значений индекса CAPE показал, что ветер как на уровне изобарической поверхности 850 гПа, так и на 10 метрах направлен к областям роста неустойчивости. Также в областях развития неустойчивости у земли, часто наблюдается локальный рост скоростей ветра на высоте 10 метров и изменение его направления, однако для ветра уровне 850 гПа — это не характерно. Необычное поведение ветра можно проследить в день формирования пыльной бури. До развития неустойчивости наблюдалась конвергенция воздуха в области холодного фронта, однако во время роста неустойчивости и после него воздушные потоки расходились. Данное поведение воздушных течений, учитывая спутниковые данные, характерно для процесса эволюции мезомасштабного конвективного комплекса, связанного с мощными шквалами...

Купить